《通用版2017年高中生物暑假专题突破训练专题八巧解DNA分子结构和复制的相关计算新人教版20170814170.wps》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通用版2017年高中生物暑假专题突破训练专题八巧解DNA分子结构和复制的相关计算新人教版20170814170.wps（8页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、专题八 巧解 DNADNA 分子结构和复制的相关计算 一、DNA 结构及特点的相关内容落实 1由 1 分子磷酸、1 分子碱基和 1 分子化合物 a 构成了化合物 b，如图所示，则叙述正确 的是( ) A若 m 为腺嘌呤，则 b 肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸 B在禽流感病原体、幽门螺旋杆菌体内 b 均为 4 种 CATP脱去两个高能磷酸键，可形成 b，a 为核糖 D若 a 为脱氧核糖，则由 b 构成的核酸完全水解，得到的化合物最多有 8 种 2下列有关 DNA 分子结构的叙述中，错误的是( ) A双链 DNA 分子中含有两个游离的磷酸基团 BDNA的一条单链上相邻的碱基 A 与 T 之间通过氢键连接
2、C嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了 DNA 分子空间结构的相对稳定 DDNA分子两条链反向平行 3同源染色体上的 DNA 分子之间最可能相同的是( ) A碱基对的排列顺序 B氢键的数目 AT C. 的比值 D脱氧核苷酸的种类 GC 二、相关 DNA复制中同位素标记法计算的问题突破 4在 DNA复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂量 3H 标记的脱氧胸苷(3HdT)的培养基中， 3HdT 可掺入正在复制的 DNA分子中，使其带有放射性标记。几分钟后，将大肠杆菌转移到含 高剂量 3HdT 的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞，抽取其中的 DNA进行放射性自显 影检测，结果如图所示。据图可以作出的推测是
3、( ) A复制起始区在高放射性区域 BDNA复制为半保留复制 1 CDNA复制从起始点向两个方向延伸 DDNA复制方向为 ac 5用 15N 标记细菌的 DNA分子(双链均被标记)，再将它们放入含 14N 的培养基上连续繁殖 4 代，a、b、c 为三种 DNA分子：a 只含 15N，b 同时含有 15N 和 14N，c 只含 14N。下图中可正确 表示这三种 DNA分子的比例的是( ) 6用 15N 标记含有 100个碱基对的 DNA分子，其中有胞嘧啶 60个。该 DNA 分子在 14N 培 养基中连续复制 4 次，其结果可能是( ) A含有 14N 的 DNA占 100% B复制过程中需游离
4、的腺嘌呤脱氧核苷酸 640 个 C含 15N 的链占 1/8 D子代 DNA 中嘌呤与嘧啶之比是 23 7用 32P 标记玉米体细胞(含 20 条染色体)的 DNA分子双链，再将这些细胞转入不含 32P 的培养基中培养，让其分裂 n 次，若一个细胞中的染色体总条数和被 32P 标记的染色体条数分 别是 40条和 2 条，则该细胞至少是处于第几次分裂的分裂期( ) A第一次 B第二次 C第三次 D第四次 三、相关碱基互补配对原则计算的问题突破 8在一个双链 DNA 分子中，碱基总数为 m，腺嘌呤碱基数为 n，则下列有关叙述正确的是 ( ) 脱氧核苷酸数磷酸数碱基总数m 3m2n 碱基之间的氢键数
5、为 2 一条链中 AT 的数量为 n G 的数量为 mn A B C D 9双脱氧核苷酸常用于 DNA 测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与 DNA 的合成，且遵 循碱基互补配对原则。DNA 合成时，在 DNA 聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链 延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为 GTACATACATG 的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和 4 种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成 2 出的不同长度的子链最多有( ) A2 种 B3 种 C4 种 D5 种 10关于如图所示 DNA分子的叙述，正确的是( ) A限制酶作用于部位，DNA连接酶
6、作用于部位 B该 DNA 的特异性表现在碱基种类和(AT)/(GC)的比例上 C若该 DNA 分子中 A 为 p 个，占全部碱基的 n/m(m2n)，则 G 的个数为(pm/2n)p D把该 DNA 分子放在含 15N 的培养液中复制两代，子代中含 15N 的 DNA 分子占 3/4 四、综合应用体验 11分析以下材料，回答有关问题： 材料一 在沃森和克里克提出双螺旋结构模型之前，人们已经证实了 DNA分子是由许多脱 氧核苷酸构成的长链，自然界中的 DNA并不以单链形式存在，而是由两条链结合形成的。 材料二 1949 年到 1951年期间，科学家 Chargaff 研究不同生物的 DNA时发现
7、，DNA 分子 中的嘧啶核苷酸的总数始终等于嘌呤核苷酸的总数；A 的总数等于 T 的总数，G 的总数等于 C 的总数，但(AT)与(GC)比值不是固定的。 材料三 根据 RFranklin等人对 DNA晶体的 X 射线衍射分析表明，DNA“分子由许多 亚 ”单位 组成，而且每一层的间距为 0.34 nm，而且整个 DNA 分子长链的直径是恒定的。以上科 学研究成果为 1953年沃森和克里克提出 DNA 的双螺旋结构模型奠定了基础。 请分析回答： (1)材料一表明 DNA 分子是由两条_组成的，其基本单位是_。 (2)嘧啶核苷酸的总数始终等于嘌呤核苷酸的总数，说明 _ _。 (3)腺嘌呤(A)的
8、总数等于胸腺嘧啶(T)的总数，鸟嘌呤(G)的总数等于胞嘧啶(C)的总数， 说明_ _。 (4)A 与 T 的总数和 G 与 C 的总数的比值不固定，说明 _ 3 _。 (5)RFranklin 等人提出的 DNA分子中的亚单位事实上是_。亚单位的间距都为 0.34 nm，而且 DNA 分子的直径是恒定的，这些特征表明 _ _。 (6)基 于 以 上 分 析 ， 沃 森 和 克 里 克 提 出 了 各 对 应 碱 基 之 间 的 关 系 是 _，这种对应关系称为_原则，并成功 地构建了 DNA分子的双螺旋结构模型。 12下图是某 DNA分子的局部结构示意图，请据图回答下列问题。 (1)写 出 下
9、 列 图 中 序 号 代 表 的 结 构 的 中 文 名 称 ： _， _， _，_。 (2)图中 DNA 片段中碱基对有_对，该 DNA 分子应有_个游离的磷酸基。 (3)从主链上看，两条单链_；从碱基关系看，两条单链_。 (4)如果将 14N 标记的细胞培养在含 15N 标记的脱氧核苷酸的培养液中，此图所示的 _(填图中序号)中可测到 15N。若细胞在该培养液中分裂四次，该 DNA分子也复 制四次，则得到的子代 DNA分子中含 14N 的 DNA 分子和含 15N 的 DNA分子的比例为_。 (5)若该 DNA 分子共有 a 个碱基，其中腺嘌呤有 m 个，则该 DNA 分子复制 4 次，需
10、要游离 的胞嘧啶脱氧核苷酸为_个。 13在有关 DNA分子的研究中，常用 32P 来标记 DNA分子。用 、 和 表示 ATP 或 dATP(d 表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(APPP或 dAPPP)。回答下列问题； (1)某种酶可以催化 ATP 的一个磷酸基团转移到 DNA 末端上，同时产生 ADP。若要用该酶把 32P 标记到 DNA末端上，那么带有 32P 的磷酸基团应在 ATP 的_( “填 ”“”“或 ”) 位上。 (2)若用带有 32P 的 dATP作为 DNA 生物合成的原料，将 32P 标记到新合成的 DNA分子上， 4 则带有 32P 的磷酸基团应在 dATP 的_(“
11、填 ”“”“或 ”)位上。 (3)将一个某种噬菌体 DNA 分子的两条链用 32P 进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有 32P 的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链 DNA 分子都装配成噬菌体(n 个)并释放， 则 其 中 含 有 32P 的 噬 菌 体 所 占 比 例 为 2/n， 原 因 是 _。 答案精析 1C 识图可知 a 为五碳糖、b 为核苷酸、m 为碱基。若 m 碱基是腺嘌呤，a 为核糖，则 核苷酸为腺嘌呤核糖核苷酸，再加上一个磷酸基团就是 ADP，加两个磷酸基团就是 ATP。若 a 为脱氧核糖，则 b 为脱氧核糖核苷酸。b 核酸完全水解，得到的化合物为磷酸、脱氧核糖
12、和 A、 G、C、T4 种碱基，共 6 种化合物。禽流感病原体是以 RNA 为遗传物质的病毒，只含有 4 种核糖 核苷酸，幽门螺旋杆菌是细菌，含有 8 种核苷酸。 2B 双链 DNA 分子中每一条链上都含有 1 个游离的磷酸基团，没有与两个脱氧核糖连 接。由于 DNA分子两条链反向平行，这两个游离的磷酸基团分别位于 DNA分子两条链的两端。 DNA 的一条单链上相邻的碱基 A 与 T之间通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖连接。磷酸与脱氧核 糖交替连接构成 DNA分子的基本骨架，碱基排布在内侧，严格遵循碱基互补配对原则，使 DNA 分子具有相对的稳定性。 3D 一般情况下同源染色体上的 DNA 分别来自父
13、方和母方，一般不相同，因此，它们 的碱基排列顺序、氢键的数目、(AT)/(GC)的比值一般都不相同，但它们都含有 4 种脱氧 核苷酸。 4C 根据放射性自显影结果可知，中间低放射性区域是复制开始时在含低剂量 3H 标记 5 的脱氧胸苷(3HdT)的培养基中进行复制的结果，A 项错误；两侧高放射性区域是将大肠杆菌 转移到含高剂量 3HdT的培养基中进行复制的结果，因此可判断 DNA 复制从起始点(中间)向 两个方向延伸，C 项正确，D 项错误；该实验不能证明 DNA复制为半保留复制，B 项错误。 5B 一个双链均含 15N 的 DNA在含 14N 的培养基上连续复制 4 次，产生 16 个 DN
14、A分子， 由于是半保留复制，所以其中只含 15N 的 DNA 分子为 0 个，同时含有 15N 和 14N 的 DNA 分子有 2 个，只含 14N 的 DNA 分子有 14 个。 6A 在 14N 培养基中连续复制 4 次，得到 2416个 DNA 分子，32条链，其中含 14N 的 DNA 占 100%，含 15N 的链有 2 条，占 1/16；根据已知条件，每个 DNA 分子中腺嘌呤脱氧核苷酸有 100 260 2 40个，复制过程中消耗 A40(241)600 个；每个 DNA 分子中嘌呤 2 和嘧啶互补相等，两者之比是 11。 7C 每一次细胞分裂间期，细胞核中的 DNA 分子都复制
15、一次。细胞复制一次，细胞中 的 DNA都是由一条链含 32P、一条链含 31P 两条链组成。细胞再复制一次，细胞中的 DNA 一半是 由一条链含 32P、一条链含 31P 两条链组成，另一半是由两条都含 31P 的链组成，依次类推。由 染色体总条数为 40条，可推知是有丝分裂后期。若是第一次有丝分裂后期，移向细胞每一极 所有染色体上 DNA中的一条链被 32P 标记，共 40 条染色体被标记。若是第二次有丝分裂后期， 细胞中有 20条染色体上 DNA中的一条链被 32P 标记，另外 20条染色体未被标记。被 32P 标记 的染色体随机移向细胞两极，进入两个子细胞。若其中一个子细胞中含有 2 条
16、被标记的染色体， 到达第三次有丝分裂后期，即符合题意。 8D DNA 中，G 与 C 之间形成 3 个氢键，A 与 T 之间形成 2 个氢键，故氢键数为：2n3 m2n 3m2n 。因 AT，AT 的总量为 2n，故一条链中的 AT 的数量应为 n。中计算 G 2 2 m2n m 的数量有误，应为 n。 2 2 9D 在 DNA 双螺旋结构中，碱基 A 与 T、G 与 C 分别形成碱基对，胸腺嘧啶双脱氧核苷 酸(假定用 T表示)应与 A 配对形成氢键。故碱基序列为 GTACATACATG 的单链模板在正常脱氧 核苷酸环境中会生成如下双链 DNA分子： G T A C A T A C A T G
17、 C A T G T A T G T A C 双脱氧核苷酸会使子链合成终止，因此当 DNA复制时若加入胸腺嘧啶双脱氧核苷酸(T)， 可能会在、位置替换碱基 T 而形成 4 种异常 DNA片段，另外，还有胸腺嘧啶双脱 6 氧核苷酸不参与复制所形成的子链，故可形成 5 种不同长度的长链。 10C 限制酶和 DNA连接酶都作用于磷酸二酯键；该 DNA 的特异性不表现在碱基种类 上，因为 DNA中的碱基只有 4 种；把该 DNA分子放在含 15N 的培养基中复制两代，子代 DNA分 子都含有 15N。 11(1)脱氧核苷酸长链 脱氧核苷酸 (2)DNA 分子中嘌呤与嘧啶之间一一对应 (3)A 与 T
18、一一对应，C 与 G 一一对应 (4)A 与 T 之间的对应和 C 与 G 之间的对应互不影响 (5)碱基对 DNA分子的空间结构非常规则 (6)A 与 T 配对，C 与 G 配对 碱基互补配对 解析 回答该问题关键是理解 DNA分子的双螺旋结构特点以及碱基互补配对原则的内容。 12(1)胞嘧啶 脱氧核糖 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 一条脱氧核苷酸链的片段 (2)4 2 a (3)反向平行 互补 (4) 18 (5) 15( m) 2 解析 (1)根据碱基互补配对原则可知：是胞嘧啶，是腺嘌呤，是鸟嘌呤，是胸 腺嘧啶，是磷酸基团，是胸腺嘧啶，是脱氧核糖，是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，是一条 脱氧核苷酸链的片段。
19、(4) DNA 分子复制 4 次，产生 16 个 DNA分子，由于 DNA 复制为半保留复 制，含 14N 的 DNA 分子共 2 个，所有的 DNA 都含有 15N，所以子代 DNA分子中含 14N 和 15N 的比 a 例为 18。(5)ATm，则 GC m，复制 4 次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为(161) 2 a a ( m)15( m)。 2 2 13(1) (2) (3)一个含有 32P 标记的噬菌体双链 DNA分子经半保留复制后，标记的 两条单链只能分配到两个噬菌体的双链 DNA分子中，因此在得到的 n 个噬菌体中只有 2 个带有 标记 解析 (1)ATP 水解生成 ADP的过
20、程中，断裂的是远离腺苷 A 的那个高能磷酸键即 位和 位之间的高能磷酸键，即 位磷酸基团转移到 DNA末端。要将 32P 标记到 DNA 上，带有 32P 的 磷酸基团应在 位上。(2)dATP 脱去 位和 位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸， 即 DNA的基本组成单位之一，用 dATP为原料合成 DNA 时，要将 32P 标记到新合成的 DNA上， 则 32P 应在 位。(3)由于 DNA 分子复制为半保留复制，故噬菌体双链 DNA的复制过程中，被 32P 标记的两条单链始终被保留，并分别存在于两个子代 DNA分子中。另外，新合成 DNA过程 中，原料无 32P 标记，所以 n 个子代 DNA分子中有且只有 2 个含有 32P 标记。 7 8